[发明专利]基于应变识别多接头的接头载荷测量方法

说明书

基于应变识别多接头的接头载荷测量方法，首先拆开对接的结构件，而后选择其中一个结构件标定，选择第一个接头A₁沿x方向逐级加载，一共加载8级，记录载荷F₁与每一个应变ε_i1的数值，线性拟合出载荷F₁与每一个应变ε_i1之间的关系直线，得到3m个斜率k_i1，对每一个接头任一个方向都按照相同的方式标定，形成应变与载荷之间的传递系数矩阵，并对传递系数矩阵进行线性叠加处理，通过测量应变以识别不同结构件之间的多个连接铰点的载荷，尤其是飞机机翼接头的连接载荷，通过测量标定应变与接头载荷之间的传递关系，而后反演具有过约束系统的接头载荷，从而实现对结构内部接头载荷的测量，有效克服通过力传感器来测量载荷的不足，测量出接头载荷对结构设计优化有着重要意义。

技术领域

本发明涉及接头载荷测量技术领域，尤其涉及一种基于应变识别多接头的接头载荷测量方法。

背景技术

飞机机翼与机身或其他一些需要通过多个接头连接在一起的结构件，由于接头较多而形成过约束，其接头载荷的大小无法通过力传感器直接测量，也难以根据实际的接头连接情况建立准确的有限元模型，而具体每一个接头传递多少载荷对结构设计和优化有着重要的意义。国内外已经有学者发表论文研究边界条件的识别问题，是将整个边界Γ划分为未知部分Γ₁和已知部分Γ₂，通过有限元或边界元利用Γ₂的边界条件(力和位移)反演Γ₁的边界条件(力和位移)，从理论上取得了一定的进展，但也存在一定不足：首先，Γ₂的边界条件在实际条件下往往是没有办法获取；其次，研究的载荷形式往往都是均匀分布的载荷，但是实际情况中的接头载荷是集中载荷，且每一个接头的载荷一般都不同。中国专利ZL201410154031.2公开一种载荷测量方法，该方法的缺点是难以测量对多个接头的传载；中国专利ZL201710804690.X公开一种连接翼结构形式机翼载荷测量方法，该方法需要事先根据结构的受力特点来布置应变片，一旦结构连接形式过于复杂就难以实施；中国专利ZL201510021235.3公开一种基于Tikhonov正则化的频域载荷识别方法，中国专利ZL201310073284.2公开一种基于正则化和奇异值分解的结构载荷识别方法，这两种方法都是基于Tikhonov正则化方法的载荷识别方法，本质上都要求方程满足Picard条件。对于载荷识别问题或者一般的病态问题可能会出现方程不满足Picard条件。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供基于应变识别多接头的接头载荷测量方法，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

基于应变识别多接头的接头载荷测量方法，具体步骤如下：

1)标定载荷，首先拆开对接的结构件，而后选择其中一个结构件标定，再将第一个接头A₁沿x方向逐级加载，一共加载8级，记录载荷F₁与每一个应变ε_i1的数值，线性拟合出载荷F₁与每一个应变ε_i1之间的关系直线，得到3m个斜率k_i1，于是：

对于每一个接头任一个方向都按照相同的方式标定，形成应变与载荷之间的传递系数矩阵

标定传递系数矩阵中，应变片的数目远大于需要测量的接头载荷数目；

2)将两个结构件，按照实际情况连接，在第二个结构件上加载，测量应变并记为ε′₁，ε′₂，…，ε′_3n；